粉體料倉(cāng)的設(shè)計(jì)

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1、粉體料倉(cāng)的設(shè)計(jì)李志義王淑蘭丁信偉大連理工大學(xué)大連H6012摘要介紹了料倉(cāng)設(shè)計(jì)的基本方法，包括流型選擇、流型設(shè)計(jì)以及卸料口尺寸的確定方法等，最后給出一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。矢鍵詞料倉(cāng)流型卸料口中圖分類號(hào)TQ24919文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1006-7906（1999）04-0011-051引言料倉(cāng)是化工生產(chǎn)的重要設(shè)備，它不僅用作儲(chǔ)存工藝粉體物料（原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品等）和輔助物料（如催化劑等），而且用作均化物料性能、平衡工藝物流以及事故情況下的物料緊急存放等。早在30年代，人們就已經(jīng)重視料倉(cāng)的設(shè)計(jì)問題I在70?80年代取得了許多具有實(shí)用價(jià)值的研

2、究成果。盡管這些成果還不能解決料倉(cāng)設(shè)計(jì)的一些特殲問題（如偏心流動(dòng)等），卻形成了料倉(cāng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。扼此設(shè)計(jì)的料倉(cāng)，應(yīng)能滿足一般工藝操作需要。然投入使用的料倉(cāng)至今仍屢見流動(dòng)難問題，其原因主雯有兩個(gè)：一是設(shè)計(jì)者重視不夠，將料倉(cāng)與常壓液體貯罐同等對(duì)待；二是缺乏必要的設(shè)計(jì)參考資料。a有的關(guān)于料倉(cāng)設(shè)計(jì)的研究成果,基本上分散在不同的出版物上，缺乏系統(tǒng)性；這些研究成果大都具有很強(qiáng)的針対性，缺乏通用性；由于粉體流動(dòng)問題本身的復(fù)雜性，有些結(jié)果尚有爭(zhēng)議，缺乏定論。氏此，設(shè)計(jì)者在利用這些結(jié)果時(shí)，有時(shí)覺得局限性很大。料倉(cāng)設(shè)計(jì)首先要解決的問題是流型選擇，然后是確

3、定一個(gè)合適的料斗半頂角，以實(shí)現(xiàn)所選擇的流型。對(duì)于整體流和中心流料倉(cāng)，要分別確定合適笊卸料口尺寸，以防止因形成粘性拱（又稱架橋）或管流（又稱鼠洞）等，造成無(wú)法卸料或噴瀉等問題。本文根據(jù)現(xiàn)有的研究成果和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就此問【作者簡(jiǎn)介】李志義，男，1959年3月生，1981年畢業(yè)于大連理工大學(xué)化工機(jī)械專業(yè)，工學(xué)博士，教授，現(xiàn)主要從事化工裝備技術(shù)的教學(xué)與科研工作?！臼崭迦掌凇?999-04-22修回日期：1999-08-01題作一簡(jiǎn)介。2料倉(cāng)流型的選擇料倉(cāng)有兩種基本流型：整體流和中心流。在整體流料倉(cāng)屮，卸料時(shí)料倉(cāng)屮的所有物料同時(shí)向卸料口流動(dòng)

4、（參見圖la）;在中心流料倉(cāng)中，流動(dòng)的物料只限于料倉(cāng)屮心的“漏斗”區(qū)，其周圍則為流動(dòng)'死區(qū)”（參見圖lb）。表1給出了這兩種流型料倉(cāng)的優(yōu)缺點(diǎn)比較，及其各自的適用場(chǎng)合o圖2給出了料倉(cāng)流型選擇需要考慮的問題。a整體流b中心流圖1料倉(cāng)的基本流型圖2料倉(cāng)流型選擇需考慮的問題采用於休流料倉(cāng)釆用屮心#:料倉(cāng)不均勻流速的波動(dòng)會(huì)引起倉(cāng)內(nèi)壓力（動(dòng)壓力:的變化，流動(dòng)區(qū)與死區(qū)物料密度存在差異。適用丁對(duì)卸料量無(wú)需計(jì)量和控制的場(chǎng)合。表1整體流和中心流料倉(cāng)的基本特性及適用場(chǎng)合比較項(xiàng)目整體流中心流卸料速率穩(wěn)定不會(huì)出現(xiàn)管流、噴瀉等不穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)。適用于需對(duì)卸料量

5、進(jìn)行計(jì)量和控制的場(chǎng)合。不穩(wěn)定會(huì)出現(xiàn)管流.噴瀉等不穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)，卸料速率變化很大。適用于對(duì)卸料量無(wú)嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。均勻倉(cāng)內(nèi)壓力波動(dòng)小，物料倉(cāng)存時(shí)間基本相卸料密度同，卸料口處物料密度基本保持一致。適用于通過(guò)卸料速率來(lái)控制卸料量的場(chǎng)合O卸料順序倉(cāng)存時(shí)間一致原因及適用場(chǎng)合同上O先進(jìn)先岀物料同時(shí)向卸料口流動(dòng)，料位均勻下降，物料的倉(cāng)存時(shí)間基本一致。適用于對(duì)料位需要計(jì)量和控制，以及倉(cāng)存時(shí)間會(huì)對(duì)物料性質(zhì)有較大影響的場(chǎng)合。先進(jìn)后出料倉(cāng)中心形成一個(gè)“漏斗”形流區(qū),其周圍為流動(dòng)“死區(qū)”，流動(dòng)區(qū)物料即進(jìn)即出，死區(qū)物料最后卸出。適用于倉(cāng)存時(shí)間對(duì)物料性質(zhì)影

6、響較小的場(chǎng)合。不一致原因及適用場(chǎng)合同上。較嚴(yán)重卸料時(shí)的中心漏斗流會(huì)加劇物料離析。適用于物料粒度分散較小或?qū)α６确稚o(wú)嚴(yán)格耍求的場(chǎng)合。不嚴(yán)垂即使進(jìn)料時(shí)因粒度分散造成離析，但在卸離析程度料時(shí)因蔡體流動(dòng)，同一料位上的滲混過(guò)程，使物料離析減小或消除。適用于物料粒度分散較大的場(chǎng)合。料倉(cāng)造價(jià)較高料斗半頂角較小，使密個(gè)料倉(cāng)高度増加同時(shí)增加了進(jìn)料系統(tǒng)的費(fèi)用。適用于安裝高度不啜限制的場(chǎng)合。較低料斗半頂角較大，可減小料倉(cāng)總體高度,節(jié)省空間，降低造價(jià)。適用于安裝空間受限制的場(chǎng)合。料倉(cāng)壽命較短內(nèi)壁因受物料流動(dòng)的沖刷「壁厚不斷減薄。適用于物料較軟的場(chǎng)合。較

7、長(zhǎng)流動(dòng)區(qū)僅在料倉(cāng)的屮部，物料不直接沖刷內(nèi)壁呦。適用于物料較堅(jiān)碩的場(chǎng)合。通用性差針對(duì)某一物料設(shè)計(jì)的鑒體流料倉(cāng)，-?般才適用于其他物料，除非對(duì)料倉(cāng)流型沒有要求。因止經(jīng)濟(jì)性較差。好可用于儲(chǔ)存不同物料，允許標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)。因此經(jīng)濟(jì)性較好。3料倉(cāng)流型的設(shè)計(jì)料倉(cāng)流型設(shè)計(jì)，就是根據(jù)倉(cāng)存物料的特性（有效內(nèi)摩擦角》和壁面摩擦角0）,確定出一個(gè)料斗半頂角Q（參見圖3）o圖3料倉(cāng)的幾何結(jié)構(gòu)對(duì)于圓錐形料斗，保持整體流所需的最大半頂角為I:*丄2（180"?1剪oosCp+krcsin（刪打J）對(duì)于楔形料斗，可曲如下經(jīng)驗(yàn)公式確定整體流最大半頂角2：3

8、175XI101(010-3)巾(廠e001725(?"式中：(p<6-3式（1）和式（2）中所有角度量的單位為度。其中有效內(nèi)摩擦角》和壁面摩擦角卩可由試驗(yàn)確定'o利用圖4和圖5也可得出與式（1）和式（2）相同的結(jié)果。圖4用于圓錐形料斗，圖5用于楔